JP4045177B2 - 農用車輪 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、田植機やトラクタ等の農業機械に用いられる農用車輪に関し、特にゴム等の弾性材を用いた車輪の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来における田植機やトラクタ等の農業機械に用いられる農用車輪を、ホイール部の形状において分類すると、スポークタイプとディスクタイプとに大別することができる。
【０００３】
スポークタイプの農用車輪は、ボス部とリム部とを複数の棒状または円環状のスポークで連結したホイール部と、リム部にゴム等の弾性材を加硫し接着した弾性輪部とから構成され、農用車輪の軽量化や操舵抵抗の軽減を図る観点から開発されたものであり、乗用型田植機の前後輪として用いられることが一般的である（特許文献１参照。）。
【０００４】
一方、ディスクタイプの農用車輪は、中心部にボスやボルト等の車軸取付部を設け、外周部を折曲してリム部を形成した円板状のホイールと、当該リム部を覆うようにゴム等の弾性材を加硫して接着した弾性輪部とから構成される。そして、このディスクタイプの農用車輪は、ホイール部を円板状に形成する簡単な構成であるため、製造コストの削減や農業機械の機体直進走行性能の向上を図る観点から開発されたものであり、乗用型田植機やトラクタ等に用いられる（特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６３−３１５３０１号公報（明細書）
【０００６】
【特許文献２】
特開平４−３１０４０２号公報（明細書１−２頁、図２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来におけるスポークタイプおよびディスクタイプの農用車輪は、以下のような問題点を有している。
【０００８】
例えば、スポークタイプの農用車輪においては、ボス部とスポークおよびリム部とスポークを溶接して連結するため、製造工程が複雑であり、製造コストも高いという問題がある。さらに、田植機による施肥、除草剤散布等の中間管理作業を行なうにあたっては、棒状のスポークが生育した稲の茎や葉を巻き込んでしまい、稲に障害を与えてしまうと共に、直進走行性が悪いという問題もある。
【０００９】
一方、ディスクタイプの農用車輪においては、スポークタイプにおける製造コストや走行性等の問題点を幾分解決しうるとしても、使用段階においてホイール部を形成するディスクが田植機等の機体の旋回時に泥寄せを発生させ、圃場を荒らしてしまうという問題がある。さらに、操舵抵抗が大きいためトラクタ等の馬力ロスが大きくなってしまうという問題もある。
【００１０】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、機体の直進走行性能を向上させつつ旋回時における操舵抵抗を軽減することができ、かつ、製造コストをも軽減させることができる農用車輪を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る農用車輪は、機体に取付けるための取付部と、当該取付部を中心として半径方向に延伸する複数の板状リブ部と、ホイール先端の折曲部とを一体成形し、前記折曲部に弾性材を被覆した農用車輪であって、前記板状リブ部の辺縁部が折り返されており、前記辺縁部の折り返しは、前記農用車輪を機体の車軸に取付けた際の当該機体側方向に折り返されている返り部と、前記返り部の縁に設けられる返り裾部と、前記返り裾部の縁を折り返して形成される第２返り部とを備えることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る農用車輪について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する農用車輪はいずれも従来におけるスポークタイプやディスクタイプの農用車輪とは異なる新たなタイプの農用車輪であるが、実施の形態１、２および３に係る農用車輪は、従来のスポークタイプを発展させたイメージを有する農用車輪であり、実施の形態４に係る農用車輪は、従来のディスクタイプを発展させたイメージを有する農用車輪である。
【００１３】
（実施の形態１）
まず、本実施の形態１における農用車輪１０について説明する。
図１は、農用車輪１０の機体側における平面図およびＡ−Ａ線における側方断面図である。
この農用車輪１０は、田植機やトラクタ等の農業機械の車軸に取付けられ、田や畑の耕盤と接地する車輪であり、板状リブ部１４を備えたホイール部１１とゴム等の弾性材からなる弾性輪部１２とから構成される。
【００１４】
ホイール部１１は、農用車輪１０のホイールを構成する鉄等の金属製の円板であり、機体取付部１３、板状リブ部１４、ディスク貫通部１５、返り部１６および折曲部１７とを一体的に成形して構成される。そして、このホイール部１１のうち、弾性材により被覆されていない部分を内径部１８という。なお、このホイール部１１の円板は、例えば、１．６ｍｍ〜２．３ｍｍの厚みを有する。
【００１５】
機体取付部１３は、農用車輪１０を農業機械の機体の車軸に取り付け、固定するためのボスやボルト嵌入孔であり、ホイール部１１の中央部を構成する。
板状リブ部１４は、ホイール部１１の中央部を構成する車軸取付部１３と後述するホイール部１１の外周部を構成する折曲部１７とを連結する部材であり、従来のスポークタイプの農用車輪におけるスポークのように棒材ではなく板状体によって形成される。
【００１６】
また、図１に示すように、この板状リブ部１４は、田植機等の機体に農用ゴム車輪１０を取付けた際の機体側を内側とすれば、機体取付部１３よりも外側に張り出して形成される。以下、本明細書において適宜、田植機等の機体に農用ゴム車輪１０を取付けた際の機体側を内側といい、機体側の反対側を外側ということとする。
【００１７】
ディスク貫通部１５は、ホイール部１１に設けられた貫通孔であり、ホイール部１１を形成する円板を刳り抜いて形成される。なお、本発明の目的を達成するために、ディスク貫通部１５の全面積は、ゴム等の弾性材を被覆していない範囲、すなわち、図１に示す内径部１８の全面積の７０％以下であることが必要であり、性能および強度確保の観点から、好ましくは内径部１８の全面積の３０％〜７０％であればよい。
【００１８】
返り部１６は、板状リブ部１４とディスク貫通部１５との境目における板状リブ部１４の縁部を折り返した部分である。なお、この返り部１６は、車輪を把持する際の安全性や機体装着時の外観、そして、この返り部１６を外側に向けて設けると走行時に障害物と接触して破損してしまうおそれがあることを考慮すると、内側に向けて設けられるのが望ましい。
【００１９】
折曲部１７は、ホイール部１１の外周部を構成し、弾性材が被覆される部分であり、ホイール部１１の外周先端が外側に向かって折り曲げられている。
弾性輪部１２は、リムとなる折曲部１７を被覆するようにゴム等の弾性材を加硫し接着することによってホイール部１１に取り付けられ、農用車輪１０の外周部を形成する。この弾性輪部１２の表面には農用車輪１０の用途に応じた高さのラグが設けられる。
【００２０】
ここで、板状リブ部１４と返り部１６について、断面図を用いてさらに詳しく説明する。
図２（ａ）〜（ｄ）は、図１における板状リブ部１４のＢ−Ｂ線における断面例を示す図である。いずれの図においても、図の上方が内側であり、図の下方が外側となる。
【００２１】
図２（ａ）に示す断面例によれば、板状リブ部１４ａの端部に返り部１６ａを設けて、板状リブ部１４ａの断面をコの字形状に形成することによって、ディスク貫通孔１５を開けたことによるホイール部１１の円板強度の低下を防ぐことができる。
【００２２】
図２（ｂ）に示す断面例によれば、板状リブ部１４ｂの断面を円弧形状として、その端部に返り部１６ｂを設けることによって、板状リブ部１４ｂの剛性を増大させ、一定の円板強度を確保することができる。
【００２３】
図２（ｃ）に示す断面例によれば、板状リブ部１４ｃの断面を中央部が内側に突き出し、端部に向かって湾曲している逆Ｒ形状として、その端部に返り部１６ｃを設けることによっても、板状リブ部１４ｃの剛性が増して円板強度の低下をさらに防止することができる。
【００２４】
図２（ｄ）に示す断面例によれば、板状リブ部１４ｄの端部に一定角度の傾斜をつけた返り部１６ｄを設けることによって、農用車輪１０の回転に対する円板の強度を高めることができる。
【００２５】
以上のような構成を備えた農用車輪１０を、田植機の前後輪として使用する場合について説明する。
図３は、農用車輪１０の使用状態を説明するための図である。
【００２６】
田植機本体の車軸（図示せず）に農用車輪１０を装着させて、水田を走行する際には、図に示すように、農用車輪１０の弾性輪部１２は水田の耕盤２と接地しており、ホイール部１１の一部が水田の泥土層１に浸かっている状態となる。
【００２７】
このとき、農用車輪１０のホイール部１１は、棒状または円環状のスポークによって構成されておらず、板状のリブによって構成されているので、車輪全体が軽量化されるとともに、田植機が直進する際に苗の茎や葉を巻き込むおそれが少なく、直進走行性能を向上させることができる。
【００２８】
また、ホイール部１１にはディスク貫通部１５が設けられているため、田植機が旋回する際にこのディスク貫通部１５から泥土が排出され、ホイール部１１によって泥寄せを発生させて圃場を荒らす危険も軽減することができる。
【００２９】
このように、本実施の形態１に係る農用車輪１０は、ホイール部１１が板状の板状リブ部１４とディスク貫通孔１５とを備えることによって、直進走行性能を従来におけるスポークタイプの農用車輪よりも向上させることができるとともに、従来におけるディスクタイプの農用車輪の機体旋回時における泥寄せ現象の発生を低減させ、操舵抵抗を小さくすることができる。
【００３０】
また、この農用車輪１０は、ホイール部１１を形成する円板に孔を開けるという簡易な工程で製造され、製造コストを抑えることができる。
さらに、この農用車輪１０は、板状リブ部１４の縁部に返り部１６を設けることによって、ホイール部１１を形成する円板に孔を開けることによるホイール部１１の強度が低下することを防ぎ、農作業走行時における車輪の変形等を防ぐことができる。また、板状リブ部１４が機体取付部１３よりも外側に張り出して設けられることによって農用車輪１０の捻りに対する強度を向上させることもできる。
【００３１】
（実施の形態２）
次に、本実施の形態２における農用車輪２０について説明する。
図４は、農用車輪２０の機体側における平面図およびＣ−Ｃ線によって切断した場合の断面図である。
図４に示すように、この農用車輪２０は、ホイール部２１と弾性輪部２２とから構成され、ホイール部２１が機体取付部２３、板状リブ部２４、ディスク貫通部２５、返り部２６および折曲部２７（折曲部２７は図示せず。）とから構成される点において、実施の形態１に係る農用車輪１０と共通するが、返り部２６の縁に返り裾部２８が設けられている点において、実施の形態１と異なる。
【００３２】
以下、実施の形態１と異なる点を中心に説明する。
返り裾部２８は、返り部２６の縁に設けられる平坦部であり、内側に向けて返り部２６を形成した後に、外側へ返り部２６を折り返して形成する。このように、ホイール部２１を形成する円板の返り部２６の縁に返り裾部２８を設けることによって、円板の強度をさらに向上させることができる。
【００３３】
（実施の形態３）
また、本発明の実施の形態３における農用車輪３０について説明する。
図５は、農用車輪３０の機体側における平面図およびＤ−Ｄ線によって切断した場合の断面図である。
図５に示すように、この農用車輪３０は、ホイール部３１と弾性輪部３２とから構成され、ホイール部３１が機体取付部３３、板状リブ部３４、ディスク貫通部３５、返り部３６および折曲部３７（折曲部３７は図示せず。）とから構成される点において、実施の形態１に係る農用車輪１０および実施の形態２に係る農用車輪２０と共通し、さらに返り部３６の縁に返り裾部３８が設けられている点において実施の形態２に係る農用車輪２０と共通するが、返り裾部３８の縁に第２返り部３９が設けられている点において、実施の形態１および２と異なる。
【００３４】
以下、実施の形態１および２と異なる点を中心に説明する。
この第２返り部３９は、返り裾部３８の縁にさらに設けられる折り返し加工であり、内側に向けて返り部３６を形成し、外側へ折り返して返り裾部３８を形成した後、さらに内側に向けて返り裾部３８を折り返して形成する。
【００３５】
このように、ホイール部３１を形成する円板の返り裾部３８の縁に第２返り部３９を設けることによって、円板の強度を格段に向上させることができる。
【００３６】
（実施の形態４）
さらに、本発明の実施の形態４における農用車輪４０について説明する。
図６は、農用車輪４０の機体側における平面図およびＥ−Ｅ線における側方断面図である。
図６に示すように、この農用車輪４０は、板状の部材から構成されるホイール部４１とゴム等の弾性材からなる弾性輪部４２とから構成される。この点において、農用車輪４０は、従来におけるディスクタイプの農用車輪と共通するが、ホイール部４１が機体取付部４３、平板状部４４、ディスク貫通部４５、返り部４６および折曲部４７とから構成される点において、従来におけるディスクタイプの農用車輪と異なる。以下、この異なる点を中心に説明する。
【００３７】
ホイール部４１は、農用車輪４０のホイールを構成する鉄等の金属製の円板であり、機体取付部４３、平板状部４４、ディスク貫通部４５、返り部４６および折曲部４７とを一体的に成形して構成される。そして、このホイール部４１のうち、弾性材により被覆されていない部分を内径部４８という。なお、このホイール部４１の円板は、実施の形態１と同様に例えば、１．６ｍｍ〜２．３ｍｍの厚みを有する。
【００３８】
機体取付部４３は、農用車輪４０を機体の車軸に取り付け、固定するためのボスやボルト嵌入孔であり、ホイール部４１の中央部を構成する。
平板状部４４は、ホイール部４１の中央部を構成する機体取付部４３とホイール部４１の外周部を構成する折曲部４７とを連結する部材である。この平板状部４４は、図６に示すように、機体取付部４３よりも外側に張り出して形成される。
【００３９】
ディスク貫通部４５は、ホイール部４１に設けられた円形状の貫通孔であり、ホイール部４１を形成する円板を刳り抜いて形成され、例えば、図６に示すように円板の中央部から放射状に設けられる。なお、本発明の目的を達成するために、ディスク貫通部４５の全面積は、ゴム等の弾性材を被覆していない範囲、すなわち、図６に示す内径部４８の全面積の５％以上であることが必要であり、性能および強度確保の観点から、好ましくは内径部４８の全面積の５％〜３０％であればよい。
【００４０】
返り部４６は、平板状部４４とディスク貫通部４５との境目における平板状部４４の縁部を折り返した部分である。
折曲部４７は、ホイール部４１の外周部を構成し、弾性材が被覆される部分であり、ホイール部４１の外周先端が外側に向かって折り曲げられている。
【００４１】
弾性輪部４２は、リムとなる折曲部４７を被覆するようにゴム等の弾性材を加硫し接着することによってホイール部４１に取り付けられ、農用車輪４０の外周部を形成する。
【００４２】
このように構成された本実施の形態４に係る農用車輪４０は、ホイール部４１がディスク貫通孔４５を備えることによって、田植機等の機体旋回時にディスク貫通部４５から泥土を排出することができるので、従来におけるディスクタイプの農用車輪のように泥寄せ現象により圃場を荒らしてしまうことが少なく、また、機体の操舵抵抗も、従来におけるディスクタイプの農用車輪よりも小さくすることができる。
【００４３】
また、この農用車輪４０は、ホイール部４１を形成する円板に孔を開け、平板状部４４の縁部に返り部４６を設けることによって、農作業走行時における車輪の強度を維持しつつ、製造コストの軽減および農用車輪４０の軽量化等を図ることができる。
【００４４】
さらに、この農用車輪４０は、平板状部４４を車軸取付部４３よりも外側に張り出して備えることによって、捻りに対して高い強度を有している。
なお、図６に示す本実施の形態４に係る農用車輪４０は５孔のディスク貫通部４５を備えているが、孔の数はこれに限定されるものではない。
【００４５】
図７は、本実施の形態４の変形例に係る農用車輪５０の機体側における平面図およびＦ−Ｆ線における側方断面図である。
図７に示すように、この農用車輪５０は１２孔のディスク貫通部５５を備えている。このように、ディスク貫通部５５の数を増加したり、または、ディスク貫通部の面積を増加させたりすることによって、機体の旋回時における泥土の排出率を向上させることができ、また、車輪全体の軽量化を図ることができる。
【００４６】
ただし、上記実施の形態４の場合と同様に車輪強度を一定限度確保するために、ディスク貫通部５５の全面積は内径部５８の全面積の５％〜３０％にすることが望ましい。
【００４７】
これまで本発明に係る農用車輪について、各実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。
例えば、上記各実施の形態において参照した各図面は、ディスク貫通部の形状として略扇形または円形を用いているが、ディスク貫通部の形状はこれらに限られず、例えば三角形であってもよく、四角形やその他の多角形等であってもよい。
【００４８】
また、上記実施の形態１、２および３における板状リブ部の数は、５の板状リブ部が図面において示されているが、この数に限定されるものではない。
さらに、上記実施の形態１において、ディスク貫通部１５と内径部１８との面積比について、農用車輪１０の強度を確保するためにディスク貫通部１５の全面積は内径部１８の全面積の３０％〜７０％であるとしているが、ホイール部１１を形成する円板の厚みによって、この面積比が変動することはいうまでもない。同様に、上記実施の形態４において、ディスク貫通部４５と内径部４８との面積比について、農用車輪４０の性能および強度確保の上からディスク貫通部４５の全面積は内径部４８の全面積の５％〜３０％であるとしているが、ホイール部４１を形成する円板の厚みによって、この面積比が変動することはいうまでもない。
【００４９】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明に係る農用車輪は、機体に取付けるための取付部と、当該取付部を中心として半径方向に延伸する複数の板状リブ部と、ホイール先端の折曲部とを一体成形し、前記折曲部に弾性材を被覆した農用車輪であって、前記板状リブ部の辺縁部が折り返されており、前記辺縁部の折り返しは、前記農用車輪を機体の車軸に取付けた際の当該機体側方向に折り返されている返り部と、前記返り部の縁に設けられる返り裾部と、前記返り裾部の縁を折り返して形成される第２返り部とを備えることを特徴とする。
【００５０】
これによって、機体の直進走行性能を向上させることができるとともに、機体の旋回時における操舵抵抗を低減することができる。また、製造コストを抑えることができ、車輪の軽量化を図ることもできる。さらに、車輪強度の低下分を補い、走行に耐えうる車輪強度を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る農用車輪の機体側における平面図およびＡ−Ａ線における側方断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、各々図１のＢ−Ｂ線における断面の一例を示す図である。
【図３】実施の形態１に係る農用車輪の使用状態を説明するための図である。
【図４】実施の形態２に係る農用車輪の機体側における平面図およびＣ−Ｃ線における断面を示す図である。
【図５】実施の形態３に係る農用車輪の機体側における平面図およびＤ−Ｄ線における断面を示す図である。
【図６】実施の形態４に係る農用車輪の機体側における平面図およびＥ−Ｅ線における側方断面図である。
【図７】実施の形態４の変形例に係る農用車輪の機体側における平面図およびＦ−Ｆ線における側方断面図である。
【符号の説明】
１ 泥土層
２ 耕盤
１０、２０、３０、４０、５０ 農用車輪
１１、２１、３１、４１、５１ ホイール部
１２、２２、３２、４２、５２ 弾性輪部
１３、２３、３３、４３、５３ 機体取付部
１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、２４、３４ 板状リブ部
１５、２５、３５、４５、５５ ディスク貫通部
１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、２６、３６、４６、５６ 返り部
１７、４７、５７ 折曲部
１８、４８、５８ 内径部
２８、３８ 返り裾部
３９ 第２返り部
４４、５４ 平板状部

Claims (4)

1. 機体に取付けるための取付部と、
   当該取付部を中心として半径方向に延伸する複数の板状リブ部と、
   ホイール先端の折曲部とを一体成形し、前記折曲部に弾性材を被覆した農用車輪であって、
   前記板状リブ部の辺縁部が折り返されており、
   前記辺縁部の折り返しは、前記農用車輪を機体の車軸に取付けた際の当該機体側方向に折り返されている返り部と、前記返り部の縁に設けられる返り裾部と、前記返り裾部の縁を折り返して形成される第２返り部とを備える
   ことを特徴とする農用車輪。
2. 前記板状リブ部は、
   前記農用車輪を前記機体の車軸に取付けた際に前記取付部よりも前記機体側方向の反対側方向に膨出している
   ことを特徴とする請求項１記載の農用車輪。
3. 機体に取付けるための取付部と、
   当該取付部を中心として半径方向に延伸する円形ディスク部と、
   当該円形ディスク部の先端を折曲して形成された折曲部とを一体成形し、前記折曲部に弾性材を被覆し、
   前記円形ディスク部に貫通孔が設けられ、かつ、前記円形ディスク部における当該貫通孔の辺縁部が前記農用車輪を機体の車軸に取付けた際の当該機体側方向に折り返されている農用車輪であって、
   前記辺縁部の折り返しは、前記農用車輪を機体の車軸に取付けた際の当該機体側方向に折り返されている返り部と、前記返り部の縁に設けられる返り裾部と、前記返り裾部の縁を折り返して形成される第２返り部とを備える
   ことを特徴とする農用車輪。
4. 前記円形ディスク部は、
   前記農用車輪を前記機体の車軸に取付けた際に前記取付部よりも前記機体側方向の反対側方向に膨出している
   ことを特徴とする請求項３記載の農用車輪。

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